Java concurrency线程池之Callable和Future_动力节点Java学院整理

callable 和 future 简介

　　callable 和 future 是比较有趣的一对组合。当我们需要获取线程的执行结果时，就需要用到它们。callable用于产生结果，future用于获取结果。

1. callable

callable 是一个接口，它只包含一个call()方法。callable是一个返回结果并且可能抛出异常的任务。
为了便于理解，我们可以将callable比作一个runnable接口，而callable的call()方法则类似于runnable的run()方法。
callable的源码如下：

public interface callable<v> {
 v call() throws exception;
}

说明：从中我们可以看出callable支持泛型。 

2. future

future 是一个接口。它用于表示异步计算的结果。提供了检查计算是否完成的方法，以等待计算的完成，并获取计算的结果。
future的源码如下：

public interface future<v> {
 // 试图取消对此任务的执行。
 boolean cancel(boolean mayinterruptifrunning)

 // 如果在任务正常完成前将其取消，则返回 true。
 boolean iscancelled()

 // 如果任务已完成，则返回 true。
 boolean isdone()

 // 如有必要，等待计算完成，然后获取其结果。
 v  get() throws interruptedexception, executionexception;

 // 如有必要，最多等待为使计算完成所给定的时间之后，获取其结果（如果结果可用）。
 v  get(long timeout, timeunit unit)
  throws interruptedexception, executionexception, timeoutexception;
}

说明： future用于表示异步计算的结果。它的实现类是futuretask，在讲解futuretask之前，我们先看看callable, future, futuretask它们之间的关系图，如下：

说明：

(01) runnablefuture是一个接口，它继承了runnable和future这两个接口。runnablefuture的源码如下：

public interface runnablefuture<v> extends runnable, future<v> {
 void run();
}

(02) futuretask实现了runnablefuture接口。所以，我们也说它实现了future接口。 

示例和源码分析(基于jdk1.7.0_40)

我们先通过一个示例看看callable和future的基本用法，然后再分析示例的实现原理。

import java.util.concurrent.callable;
import java.util.concurrent.future;
import java.util.concurrent.executors;
import java.util.concurrent.executorservice;
import java.util.concurrent.executionexception;

class mycallable implements callable {

 @override 
 public integer call() throws exception {
 int sum = 0;
 // 执行任务
 for (int i=0; i<100; i++)
  sum += i;
 //return sum; 
 return integer.valueof(sum);
 } 
}

public class callabletest1 {

 public static void main(string[] args) 
 throws executionexception, interruptedexception{
 //创建一个线程池
 executorservice pool = executors.newsinglethreadexecutor();
 //创建有返回值的任务
 callable c1 = new mycallable();
 //执行任务并获取future对象 
 future f1 = pool.submit(c1);
 // 输出结果
 system.out.println(f1.get()); 
 //关闭线程池 
 pool.shutdown(); 
 }
}

运行结果：

4950

结果说明：

　　在主线程main中，通过newsinglethreadexecutor()新建一个线程池。接着创建callable对象c1，然后再通过pool.submit(c1)将c1提交到线程池中进行处理，并且将返回的结果保存到future对象f1中。然后，我们通过f1.get()获取callable中保存的结果；最后通过pool.shutdown()关闭线程池。 

1. submit()

submit()在java/util/concurrent/abstractexecutorservice.java中实现，它的源码如下：

public <t> future<t> submit(callable<t> task) {
 if (task == null) throw new nullpointerexception();
 // 创建一个runnablefuture对象
 runnablefuture<t> ftask = newtaskfor(task);
 // 执行“任务ftask”
 execute(ftask);
 // 返回“ftask”
 return ftask;
}

说明：submit()通过newtaskfor(task)创建了runnablefuture对象ftask。它的源码如下：

protected <t> runnablefuture<t> newtaskfor(callable<t> callable) {
 return new futuretask<t>(callable);
}
 

2. futuretask的构造函数

futuretask的构造函数如下：

public futuretask(callable<v> callable) {
 if (callable == null)
 throw new nullpointerexception();
 // callable是一个callable对象
 this.callable = callable;
 // state记录futuretask的状态
 this.state = new; // ensure visibility of callable
}

3. futuretask的run()方法

我们继续回到submit()的源码中。
在newtaskfor()新建一个ftask对象之后，会通过execute(ftask)执行该任务。此时ftask被当作一个runnable对象进行执行，最终会调用到它的run()方法；ftask的run()方法在java/util/concurrent/futuretask.java中实现，源码如下：

public void run() {
 if (state != new ||
 !unsafe.compareandswapobject(this, runneroffset,
     null, thread.currentthread()))
 return;
 try {
 // 将callable对象赋值给c。
 callable<v> c = callable;
 if (c != null && state == new) {
  v result;
  boolean ran;
  try {
  // 执行callable的call()方法，并保存结果到result中。
  result = c.call();
  ran = true;
  } catch (throwable ex) {
  result = null;
  ran = false;
  setexception(ex);
  }
  // 如果运行成功，则将result保存
  if (ran)
  set(result);
 }
 } finally {
 runner = null;
 // 设置“state状态标记”
 int s = state;
 if (s >= interrupting)
  handlepossiblecancellationinterrupt(s);
 }
}

说明：run()中会执行callable对象的call()方法，并且最终将结果保存到result中，并通过set(result)将result保存。
　　    之后调用futuretask的get()方法，返回的就是通过set(result)保存的值。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。